- Xây dựng sơ đồ phát triển bài tập chương “Hạt nhân nguyên
d. Quy trình xây dựng BTVL mô ̣t chương theo lý thuyết phát triển
BTVL [11]
1. Giáo viên xác định hệ thống BTCB của chương. - Xác định nội dung kiến thức cơ bản của chương. - Các phương trình biểu diễn.
- Lựa chọn số BTCB có thể có trong chương.
- Mô hình hoá bài tập để phát triển BT theo các phương án khác nhau. 2. Học sinh giải BTCB (tập dượt để hiểu rõ và ghi nhớ kiến thức cơ bản). 3. Giáo viên khái quát hoá phương pháp giải BTCB và phân tích bài tập. Các dữ kiện a,b,c... liên hệ với x bằng những phương trình, kiến thức cơ bản là f(a,b,c) = f. Nắm được phương trình này sẽ giải quyết được hàng loạt bài tập khác.
4. Giáo viên phát triển bài tập bằng cách hoán vị giả thiết, kết luận để được BTCB có độ khó tương đương.
5. Giáo viên yêu cầu học sinh phát triển bài tập theo hướng 1 (làm theo mẫu) bằng ngôn ngữ nói. Điều này có tác dụng tốt trong việc học sinh nắm vững kiến thức cơ bản và bồi dưỡng năng lực diễn đạt bằng ngôn ngữ nói cho học sinh.
6. Giáo viên phát triển BTCB theo hướng phát triển giả thiết hoặc phát triển kết luận, giáo viên có thể phân tích: nếu trong BTCB không cho a mà cho a1, a2, a3 (a liên hệ với a1, a2, a3 bằng kiến thức cơ bản mà học sinh đã học) thì các em có giải được không ? Từ đó em hãy đặt lại vấn đề bài tập đã cho, các em học sinh khá có thể tham gia xây dựng bài mới.
7. Giáo viên hướng dẫn phát triển bài tâ ̣p theo cách phát triển đồng thời giả thiết, kết luâ ̣n hoă ̣c phát triển kết luâ ̣n và hoán vi ̣ chúng. Ở giai đoa ̣n này tính tự lực của HS đã được nâng lên về chất: HS vừa là người đă ̣t vấn đề, vừa là người giải quyết vấn đề.
1.4.3.2. Các cách hướng dẫn ho ̣c sinh giải bài tâ ̣p vâ ̣t lý [14],[15]a. Hướng dẫn giải theo mẫu (hướng dẫn Algôrit) a. Hướng dẫn giải theo mẫu (hướng dẫn Algôrit)
Sự hướng dẫn hành động theo mẫu thường được gọi là hướng dẫn Algôrit. Ở đây hướng dẫn Algôrit được dùng với ý nghĩa là một quy tắc hành động hay một chương trình hành động được xác định một cách rõ ràng, chính xác và chặt chẽ, chỉ cần thực hiện theo trình tự mà quy tắc đã chỉ ra thì chắc chắn sẽ đến kết quả.
Hướng dẫn Algôrit là hướng dẫn chỉ rõ cho học sinh hành động cụ thể cần thực hiện và trình tự thực hiện các hành động đó để đạt kết quả mong muốn. Những hành động này được coi là hành động sơ cấp phải được học sinh hiểu một cách đơn giản và học sinh đã nắm vững.
Kiểu hướng dẫn Algôrit không đòi hỏi học sinh tự mình tìm tòi xác định các hành động cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra, mà chỉ đòi hỏi học sinh chấp hành các hành động mà giáo viên chỉ ra, cứ theo đó học sinh sẽ giải được các bài tập đã cho. Kiểu hướng dẫn này đòi hỏi giáo viên phải phân tích một cách khoa học việc giải bài tập để xác định một trình tự chính xác,
chặt chẽ của các hành động cần thực hiện để giải các bài tập. Cần đảm bảo cho các hành động đó là hành động sơ cấp đối với học sinh, nghĩa là kiểu hướng dẫn này đòi hỏi phải xây dựng được Algôrit giải bài tập.
Kiểu hướng dẫn Algôrit thường được áp dụng khi cần dạy cho học sinh phương pháp giải một bài tập điển hình nào đó, nhằm luyện tập cho học sinh kỹ năng giải một loại bài tập xác định. Người ta xây dựng các Algôrit giải cho từng loại bài toán cơ bản, điển hình và luyện tập cho học sinh kỹ năng giải các loại bài tập đó dựa trên việc làm cho học sinh được các Algôrit giải.
Kiểu hướng dẫn Algôrit có ưu điểm là bảo đảm cho học sinh giải bài tập đã cho một cách chắc chắn, nó giúp cho việc rèn luyện kỹ năng giải bài tập của học sinh có hiệu quả. Tuy nhiên, nếu chỉ hướng dẫn học sinh luôn luôn áp dụng kiểu Algôrit để giải bài tập thì học sinh chỉ quen chấp hành những hành động đã được chỉ dẫn theo mẫu đã có sẵn, do vậy ít có tác dụng rèn luyện cho học sinh khả năng tìm tòi, sáng tạo và sự phát triển tư duy bị hạn chế.
b. Hướng dẫn tìm tòi (Ơrixtic)
Hướng dẫn tìm tòi là kiểu hướng dẫn mang tính chất gợi ý cho học sinh suy nghĩ, tìm tòi, phát hiện cách giải quyết vấn đề. Ở đây không phải là giáo viên chỉ dẫn cho học sinh chấp hành các hành động theo hướng đã có để đi đến kết quả, mà giáo viên gợi mở để học sinh tự tìm cách giải quyết, tự xác định các hành động cần thực hiện để đạt kết quả.
Kiểu hướng dẫn tìm tòi được áp dụng khi cần giúp đỡ học sinh vượt qua khó khăn để giải quyết được bài tập, đồng thời vẫn đảm bảo được yêu cầu phát triển tư duy cho học sinh, tạo điều kiện để học sinh tự lực tìm tòi cách giải quyết.
Ưu điểm của kiểu hướng dẫn này là tránh được tình trạng giáo viên làm thay cho học sinh trong việc giải bài tập. Nhưng vì kiểu hướng dẫn này đòi hỏi học sinh phải tự lực tìm cách giải quyết chứ không chỉ chấp hành theo mẫu nhất định đã được chỉ ra, nên không phải bao giờ cũng bảo đảm cho học
sinh giải được bài tập một cách chắc chắn. Khó khăn của kiểu hướng dẫn này chính là ở chỗ hướng dẫn của giáo viên phải làm sao không đưa học sinh đến chỗ thừa. Sự hướng dẫn như vậy nhằm giúp học sinh trong việc định hướng suy nghĩ vào phạm vi cần tìm tòi, chứ không thể ghi nhận tái tạo cái có sẵn.
c. Định hướng khái quát chương trình hóa
Định hướng khái quát chương trình hoá cũng là sự hướng dẫn cho học sinh tự tìm tòi cách giải quyết vấn đề. Nét đặc trưng của kiểu hướng dẫn này là giáo viên hướng dẫn hoạt động tư duy của học sinh theo đường lối khái quát của việc giải quyết vấn đề. Sự định hướng ban đầu đòi hỏi sự tự lực tìm tòi giải quyết vấn đề của học sinh. Nếu học sinh không đáp ứng được thì giúp đỡ tiếp theo của giáo viên là sự định hướng khái quát ban đầu, cụ thể hoá thêm một bước bằng cách gợi ý thêm cho học sinh để thu hẹp phạm vi tìm tòi, giải quyết cho vừa sức với học sinh. Nếu học sinh vẫn không đủ khả năng tự lực tìm tòi giải quyết thì sự hướng dẫn của giáo viên trở thành hướng dẫn theo mẫu để đảm bảo cho học sinh hoàn thành được yêu cầu một bước, sau đó yêu cầu học sinh tự lực tìm tòi giải quyết bước tiếp theo. Nếu cần giáo viên giúp đỡ thêm cho đến khi giải quyết xong vấn đề đặt ra. Kiểu hướng dẫn này được áp dụng khi có điều kiện hướng dẫn tiến trình hoạt động giải bài tập của học sinh, nhằm giúp học sinh tự giải được bài tập đã cho, đồng thời dạy cho học sinh cách suy nghĩ trong quá trình giải bài tập.
Kiểu hướng dẫn này có ưu điểm kết hợp được việc thực hiện các yêu cầu:
- Rèn luyện tư duy của học sinh trong quá trình giải bài tập. - Đảm bảo để học sinh giải được bài tập đã cho.
Để làm tốt thì yêu cầu giáo viên phải theo sát tiến trình hoạt động giải bài tập và có sự điều chỉnh thích hợp với từng đối tượng học sinh.
1.4.3.3. Sử du ̣ng bài tâ ̣p trong da ̣y ho ̣c vâ ̣t lý theo lý thuyết pháttriển bài tâ ̣p triển bài tâ ̣p
Như vâ ̣y, từ mô ̣t BTCB ban đầu, tùy theo cách phát triển theo phương án nào mà có được bài tâ ̣p mới (BTTH) có đô ̣ khó, đô ̣ phức ta ̣p khác nhau. Căn cứ mu ̣c tiêu da ̣y ho ̣c của bài tâ ̣p để xây dựng BT mới theo cấu trúc quy trình sau:
- Xác đi ̣nh mu ̣c tiêu da ̣y ho ̣c của BT. - Xác đi ̣nh đô ̣ khó của BT.
- Lựa cho ̣n phương án phát triển BTCB. - Xây dựng bài tâ ̣p mới.
- Sử du ̣ng bài tâ ̣p mới theo mu ̣c tiêu đã đi ̣nh.
b. Hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tâ ̣p mới
Căn cứ vào quy trình xây dựng BTVL theo lý thuyết phát triển BTVL.Trong quá trình giải BT, GV hướng dẫn HS tự lực xây dựng bài tâ ̣p mới theo yêu cầu sau:
- Xác định nội dung kiến thức cơ bản của BT. - Xác đi ̣nh các kiến thức cần biết để giải BT.
- Khái quát hoá phương pháp giải BT và phân tích BT. Các dữ kiện a,b,c... liên hệ với x bằng những phương trình kiến thức cơ bản là f(a,b,c,x) = f.
Mô hình hóa các mối liên hệ giữa cái đã cho, cái phải tìm và cái chưa biết. - Lựa cho ̣n phương án phát triển BTCB.
- Xây dựng bài tâ ̣p mới theo phương án phát triển BTCB đã lựa cho ̣n như sau:
+ Hoán vị giả thiết, kết luận để BT có độ khó tương đương. + Phát triển giả thiết hoặc phát triển kết luận.
+ Phát triển đồng thời giả thiết, kết luận.
+ Đồng thời phát triển giả thiết, kết luận và hoán vị chúng.
c. Bài ho ̣c bài tâ ̣p vâ ̣t lý theo lý thuyết phát triển bài tâ ̣p
Mục tiêu:
- Kỹ năng giải BT từ đơn giản đến phức ta ̣p. - Làm quen với viê ̣c phát triển BT của GV.
- Bước đầu xây dựng BT mới theo một số phương án phát triển BTCB.
Cấu trúc bài học về BTVL có thể:
- BT 1: BTCB
- BT 2: + HS đă ̣t đề BT mới từ BTCB theo phương án 1. + HS giải BT mới.
- BT 3: + HS đă ̣t đề BT mới từ BTCB theo phương án 2. + HS giải BT mới.
- BT 4: + GV đă ̣t đề BT mới từ BTCB theo phương án 3.
+ HS về nhà giải, biện luận, tự đặt và giải BT mới theo phương án 4.
1.5. Kết luâ ̣n chương 1
Trong quá trình dạy học vật lý, bài tập vật lý là một phương tiện, công cụ hiệu quả để giúp học sinh phát triển tư duy và năng lực sáng tạo. Chính vì vậy mà bài tập vật lý và dạy học bài tập vật lý giữ vai trò hết sức quan trọng trong quá trình học tập của học sinh.
Trong chương này, chúng tôi đã hệ thống hóa các cơ sở lý luận về phương hướng đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển tính tích cực, chủ động và sáng tạo nhằm phát huy năng lực tư duy sáng tạo của học sinh. Một trong những yếu tố đem lại hiệu quả trong việc dạy học theo hướng đổi mới đó là giới thiệu về lý thuyết phát triển bài tập dùng trong dạy học bài tập vật lý được triển khai gần đây, nhằm khai thác hiệu quả hơn các chức năng lý luận dạy học bài tập vật lý, đặc biệt là định hướng cho học sinh lối phát triển tư duy theo tính chủ động, sáng tạo trong quá trình học và giải bài tập vật lý.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều sách tham khảo, đa dạng về chủng loại và hình thức. Làm thế nào để học sinh và phụ huynh lựa chọn được những quyển sách tốt, phục vụ hiệu quả trong việc học tập; để học sinh vừa
nắm vững kiến thức, vừa phát triển được tư duy sáng tạo và tính chủ động của học sinh. Thiết nghĩ để đáp ứng được những yêu cầu đó, sách bài tập vật lý phải hệ thống được các dạng bài tập cơ bản, phân loại các dạng bài tập và xây dựng, định hướng được hệ thống bài tập theo hướng phát triển bài tập từ cơ bản đến phức tạp, từ đơn giản đến đa dạng, để nâng cao khả năng phát triển tư duy của học sinh.
Việc xây dựng hệ thống bài tập theo hướng phát triển bài tập vừa thực hiện tốt chức năng giáo dưỡng (ôn tập, cũng cố, hệ thống hóa kiến thức), vừa góp phần tăng cường hoạt động tự chủ, tích cực chiếm lĩnh tri thức của học sinh, vừa phát triển khả năng tư duy, năng lực sáng tạo làm xuất hiện các vấn đề mới. Đặc biệt trong phương thức làm việc này, học sinh không còn tính thụ động khi làm bài tập, biến học sinh thành những người tự học. Góp phần khắc phục những hạn chế trong giáo dục nước ta hiện nay.
Chương 2
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP DẠY HỌC CHƯƠNG “HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ’’ DỰA TRÊN CƠ SỞ
LÝ THUYẾT PHÁT TRIỂN BÀI TẬP1010
2.1. Mục tiêu dạy học chương “Hạt nhân nguyên tử” lớp 12 nâng cao
2.1.1. Vị trí của chương học
Chương “ Vật lý hạt nhân” là chương IX của chương trình vật lý lớp 12 nâng cao. Gồm 13 tiết trong tổng số 105 tiết của chương trình vật lý 12 nâng cao (chiếm 0
0
12,3 ), trong đó có 3 tiết bài tập.
Chương IX. Hạt nhân nguyên tử
Tiết 86-87 Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Độ hụt khối Tiết 88-89 Phóng xạ
Tiết 90 Bài tập về phóng xạ Tiết 91-92 Phản ứng hạt nhân
Tiết 93 Bài tập về phản ứng hạt nhân Tiết 94-95 Phản ứng phân hạch
Tiết 96 Phản ứng nhiệt hạch Tiết 97 Bài tập
Tiết 98 Kiểm tra
Sau khi học xong chương lượng tử ánh sáng và thuyết tương đối hẹp, học sinh được tiếp cận về thế giới vi mô. Để giúp học sinh hiểu sâu hơn về thế giói vi mô, trong chương này giới thiệu cấu tạo của nguyên tử, của hạt nhân nguyên tử và quá trình hình thành, xuất hiện các hạt nhân mới, hiểu thêm về năng lượng sinh ra trong phản ứng hạt nhân, ứng dụng năng lượng hạt nhân trong đời sống, một số phương pháp xác định tuổi thọ của các cổ vật trong khảo cổ học. Như vậy chương này vừa có tính kế thừa các chương
trước và có tính phát triển. Do đó chương này có một vị trí quan trọng trong chương trình vật lý 12 và toàn bộ chương trình vật lý phổ thông. Học sinh có kiến thức tiếp cận với thế giới vi mô, làm cơ sở để nghiên cứu vật lý học hiện đại trong chương trình giáo dục cao đẳng, đại học.
2.1.2. Mục tiêu của chương
Mục tiêu dạy học được trình bày trong “chuẩn kiến thức kỹ năng” của chương trình:
a. Kiến thức:
- Nêu được cấu tạo của hạt nhân, biết kí hiệu hạt nhân và đơn vị khối lượng nguyên tử.
- Suy luận ra sự tồn tại của lực hạt nhân.
- Nêu được lực hạt nhân là gì và các đặc điểm của lực hạt nhân.
- Nêu được độ hụt khối của hạt nhân là gì và viết được công thức tính độ hụt khối.
- Nêu được năng lượng liên kết hạt nhân là gì và viết được công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân. Nêu được năng lượng liên kết riêng là gì và hiểu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng với tính bền vững của hạt nhân.
- Nêu được phản ứng hạt nhân là gì và phát biểu được các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì, thành phần và bản chất của các tia phóng xạ. Phát biểu được định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này. Nêu được độ phóng xạ là gì, viết được công thức tính độ phóng xạ và nêu được ứng dụng của các đồng vị phóng xạ.
- Nêu được phản ứng phân hạch là gì, viết được một phương trình ví dụ về phản ứng này. Nêu được phản ứng dây chuyền là gì, các điều kiện để phản ứng này xảy ra. Nêu được các bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân.
- Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì và điều kiện để phản ứng này xảy ra.Nêu được ưu điểm của năng lượng do phản ứng nhiệt hạch tỏa ra.
b. Kĩ năng:
- Rèn luyện kỹ năng ôn luyện kiến thức.